CN105307109A - Usb无线连接器及无线连接系统及usb无线通信方法 - Google Patents

Usb无线连接器及无线连接系统及usb无线通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于将外设备的数据通过无线的方式输出的USB无线连接器，其包括：USB物理接口、USB-无线网卡接口转换模块、无线网卡；所述USB物理接口用于与所述外设备进行数据传输；所述USB-无线网卡接口转换模块用于所述USB物理接口与所述无线网卡的之间的数据转换和接口转换；所述无线网卡用于通过无线通信的方式输出经所述USB-无线网卡接口转换模块转换的数据，以及接收通过无线通信传输来的数据。本发明还提供了一种包括至少两个USB无线连接器的USB无线连接系统。本发明的无线连接灵活，并能够突破传统的USB传输距离限制。

Description

USB无线连接器及无线连接系统及USB无线通信方法
技术领域
本发明涉及信息通信领域，尤指一种USB无线连接器及无线连接系统及USB无线通信方法。
背景技术
在数据通信中，USB其物理接口连接简单，在不包括电源及地接线情况下，USB1.0、USB1.1、USB2.0仅需要两个数据连接线(D+,D-)，USB3.0除包含兼容USBUSB1.0、USB1.1、USB2.0的两个数据连接线之外，还包括两对高速数据差分传输线(TX+,TX-,RX+,RX-)，接口简单但USB可以实现很高的传输速率，USB2.0理论速率可以达到480Mbps，USB3.0理论速率可以达到5Gbps，但受线路衰减、干扰等问题，USB可实现的传输距离受限，最长不超过5米，虽然可以通过类似于通信中继对USB信号进行再放大来延长距离，但都使系统变得复杂而不便，另外传统USB物理线缆无法实现穿越墙壁以及其他物理障碍等，连接极不灵活。
发明内容
本发明的目的是提供一种USB无线连接器及无线连接系统及USB无线通信方法，连接灵活，并能够突破传统的USB传输距离限制。
本发明提供的技术方案如下：
一种USB无线连接器，其用于将外设备的数据通过无线的方式输出，所述USB无线连接器包括：
USB物理接口、USB-无线网卡接口转换模块、无线网卡；
所述USB物理接口用于与所述外设备进行数据传输；
所述USB-无线网卡接口转换模块用于所述USB物理接口与所述无线网卡的之间的数据转换和接口转换；
所述无线网卡用于通过无线通信的方式输出经所述USB-无线网卡接口转换模块转换的数据，以及接收通过无线通信传输来的数据。
进一步优选地，所述无线网卡的接口为PCI接口或PCIe接口；
当所述无线网卡的接口为PCI接口时，所述USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCI接口转换模块；
当所述无线网卡的接口为PCIe接口时，所述USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCIe接口转换模块。
本发明还提供了一种USB无线连接系统，其用于实现外设备之间无线通信，所述USB无线连接系统包括：
至少两个USB无线连接器，且每个USB无线连接器均包括USB物理接口、USB-无线网卡接口转换模块、无线网卡；
所述USB物理接口用于与所述外设备进行数据传输；
所述USB-无线网卡接口转换模块用于每个USB无线连接器的所述USB物理接口与所述无线网卡之间的数据转换和接口转换；
每个USB无线连接器的所述无线网卡用于与其他USB无线连接器的所述无线网卡进行无线数据传输通信。
进一步优选地，任意两个USB无线连接器的无线网卡之间通过全双工的模式进行无线数据通信。
进一步优选地，所述无线网卡的接口为PCI接口或PCIe接口；
当所述无线网卡的接口为PCI接口时，所述USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCI接口转换模块；
当所述无线网卡的接口为PCIe接口时，所述USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCIe接口转换模块。
本发明还提供了一种USB无线通信方法，其应用如前述的USB无线连接器，所述USB无线通信方法包括步骤：
当接收所述外设备传输来的数据，将所述外设备传输来的数据转换成设定的格式，并通过无线通信的方式输出经过所述转换的数据；
当接收到通过无线通信方式传输来的数据，将所述传输来的数据转换成设定的格式，并传输给所述外设备。
本发明还提供了一种USB无线通信方法，其应用如前述的USB无线连接系统，所述USB无线通信方法包括步骤：
当一个USB无线连接器接收所述外设备传输来的数据，将所述外设备传输来的数据转换成设定的格式，并通过无线通信的方式发送给另一USB无线连接器；
当一个USB无线连接器接收到另一USB无线连接器通过无线通信方式传输来的数据，将所述传输来的数据转换成设定的格式，并传输给所述外设备。
进一步优选地，在数据通信之前，两个USB无线连接器之间预先进行配对。
进一步优选地，任意两个USB无线连接器之间通过全双工的模式进行无线数据传输通信。
进一步优选地，所述无线网卡的无线收发功率可调节。
通过本发明提供的USB无线连接器及无线连接系统及USB无线通信方法，能够带来以下至少一种有益效果：
1、本发明的USB无线连接器通过无线网卡将外设备的数据无线传出，以及接收通过无线方式传输过来的数据。从而可以替代现有技术中的有线连接方式，使连接更灵活。
2、本发明的USB无线连接系统通过无线的方式实现外设备之间的通信，使得数据传输方式更为灵活。
3、本发明的USB无线连接器能够通过调节无线网卡的无线收发功率来调节数据的传输距离范围，突破了传统USB连接线传输距离上的限制。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种USB无线连接器及无线连接系统及USB无线通信方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明USB无线连接器的一种实施例的结构示意图；
图2是本发明USB无线连接系统的一种实施例的结构示意图；
图3是图2所示的实施例的一种数据流向示意图；
图4是图2所示的实施例的另一种数据流向示意图；
图5是图2所示的实施例的另一种数据流向示意图；
图6是本发明应用USB无线连接器的USB无线通信方法的一种实施例的流程图；
图7是本发明应用USB无线连接器的USB无线通信方法的另一种实施例的流程图；
图8是本发明应用USB无线连接系统的USB无线通信方法的一种实施例的流程图；
图9是本发明应用USB无线连接系统的USB无线通信方法的另一种实施例的流程图。
附图标记：
1-USB物理接口；2-USB-无线网卡接口转换模块；3-无线网卡；
A-第一端USB无线连接器；B-第二端USB无线连接器；
1A：第一端USB无线连接器的USB物理接口；2A：第一端USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块；3A：第一端USB无线连接器的无线网卡；
1B：第二端USB无线连接器的USB物理接口；2B：第二端USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块；3B：第二端USB无线连接器的无线网卡。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
在本发明USB无线连接器的实施例一中，参照图1，USB无线连接器包括USB物理接口1、USB-无线网卡接口转换模块2、无线网卡3。其中，(1)USB物理接口1用于与外设备的USB物理接口通信连接(数据传输)；(2)USB-无线网卡接口转换模块2用于USB物理接口1与无线网卡3的之间的接口转换以及数据转换，其中，接口转换可以是将USB接口转换为PCI接口，或者将USB接口转换为PCIe接口；数据转换可以是将USB接口的数据转换为IEEE802.1协议或IEEE802.11协议或IEEE802.15协议或IEEE802.16协议的数据；(3)无线网卡用于通过无线通信的方式输出经所述USB-无线网卡接口转换模块转换的数据，以及接收通过无线通信传输来的数据。
在本实施例中，USB物理接口与现有技术中的常规USB接口相同或兼容。
在本发明USB无线连接器的实施例二中，所述无线网卡的接口为PCI接口，所述USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCI接口转换模块，从而将USB物理接口转换为无线网卡的PCI接口。
在本发明USB无线连接器的实施例三中，所述无线网卡的接口为PCIe接口，所述USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCIe接口转换模块，从而将USB物理接口转换为无线网卡的PCIe接口。
在本发明USB无线连接器的实施例四中，所述无线网卡的接口也为USB接口，则所述USB-无线网卡接口转换模块无须进行接口转换，都为USB接口即可。
在本发明USB无线连接器的实施例五中，无线网卡的收发功率可调节，从而可以调节无线通信的距离。
在本发明USB无线连接系统的实施例六中，每个USB无线连接器的USB物理接口可以与外设备的USB物理接口电连接，通过外设备向USB无线连接器进行供电。
对于前述的USB无线连接器，本发明还提供了一种USB无线通信方法。在USB无线通信方法的实施例一中，参照图6，包括如下步骤：
步骤101：接收外设备传输来的数据；
步骤102：将外设备传输来的数据转换成设定的格式；
步骤103：通过无线通信的方式输出经过所述转换的数据。
在本实施例中，步骤101由USB无线连接器中的USB物理接口实现，步骤102由USB-无线网卡接口转换模块实现，步骤103由无线网卡实现。其中，步骤102中出现的数据转换可以是将USB接口的数据转换为IEEE802.1协议或IEEE802.11协议或IEEE802.15协议或IEEE802.16协议的数据。
在USB无线通信方法的实施例二中，参照图7，包括如下步骤：
步骤201：接收到通过无线通信方式传输来的数据；
步骤202：将所述传输来的数据转换成设定的格式；
步骤203：将所述转换的数据传输给外设备。
在本实施例中，步骤101由USB无线连接器中的无线网卡实现，步骤102由USB-无线网卡接口转换模块实现，步骤103由USB物理接口实现。
通过USB无线通信方法的实施例一和实施例二，可见本发明的USB无线连接器能够将外设备的数据向外无线传出，也可以无线接收外部数据并向所述外设备传输数据。
本发明还提供了一种USB无线连接系统，其用于实现外设备之间的无线通信。
在USB无线连接系统的实施例一中，USB无线连接系统包括两个USB无线连接器，例如图2中的第一端USB无线连接器A和第二端USB无线连接器B。第一端USB无线连接器A包括第一端USB无线连接器的USB物理接口1A、第一端USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块2A、第一端USB无线连接器的无线网卡3A。第二端USB无线连接器B包括第二端USB无线连接器的USB物理接口1B、第二端USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块2B、第二端USB无线连接器的无线网卡3B。其中，(1)第一端USB无线连接器的USB物理接口1A用于与第一外设备的USB物理接口通信连接，进行数据传输；第二端USB无线连接器的USB物理接口1B用于与第二外设备的USB物理接口通信连接，进行数据传输；(2)第一端USB无线连接器和第二端USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块分别用于各自USB无线连接器的USB物理接口与无线网卡的接口之间的转换；(3)第一端USB无线连接器的无线网卡3A用于与第二端USB无线连接器的无线网卡3B进行无线数据通信。
在本实施例中，第一端USB无线连接器和第二端USB无线连接器的USB物理接口与现有技术中的常规USB接口相同或兼容。
在其他实施例中，USB无线连接系统还可以包括两个以上的更多个USB无线连接器，例如三个、五个、六个、八个等，且其中的任意两个USB无线连接器可以进行无线数据通信。在相互进行数据通信的两个USB无线连接器中，其无线网卡可以预先进行配对，便于通信时的连接。
在USB无线连接系统实施例一的数据流向中，可以是如图3所示的从图左侧的第一端USB无线连接器A向图右侧的第二端USB无线连接器传输。在传输过程中，第一端USB无线连接器A连接的外设备的数据经过第一端USB无线连接器的USB物理接口1A，传输至第一端USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块2A，并经数据转换和接口转换之后传输至第一端USB无线连接器的无线网卡3A，第一端USB无线连接器的无线网卡3A根据无线标准协议将数据发送给第二端USB无线连接器的无线网卡3B，之后第二端USB无线连接器的无线网卡3B将接收到的数据，经过第二端USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块2B进行数据转换之后，通过第二端USB无线连接器的USB物理接口1B将数据传输给第二端USB无线连接器B连接的外设备。
在USB无线连接器实施例一的另一种数据流向中，也可以是如图4所示的从图右侧的第二端USB无线连接器B向图左侧的第一端USB无线连接器A传输。在传输过程中，第二端USB无线连接器B连接的外设备的数据经过第二端USB无线连接器的USB物理接口1B，传输至第二端USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块2B，并经数据转换和接口转换之后传输至第二端USB无线连接器的无线网卡3B，第二端USB无线连接器的无线网卡3B根据无线标准协议将数据发送给第一端USB无线连接器的无线网卡3A，之后第一端USB无线连接器的无线网卡3A将接收到的数据，经过第一端USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块2A进行数据转换之后，通过第一端USB无线连接器的USB物理接口1A将数据传输给第一端USB无线连接器A连接的外设备。
在USB无线连接器实施例一的再一种数据流向中，还可以是如图5所示的全双工模式进行无线数据通信，即数据1从图左侧的第一端USB无线连接器A向图右侧的第二端USB无线连接器B进行传输，以及数据2从图右侧的第二端USB无线连接器B向图左侧的第一端USB无线连接器A传输，这两种数据传输过程同时进行，即全双工模式进行无线数据通信。
在本发明USB无线连接系统的实施例二中，当其中一个USB无线连接器的无线网卡的接口为PCI接口时，该USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCI接口转换模块，从而将USB物理接口转换为无线网卡的PCI接口。
在本发明USB无线连接系统的实施例二中，当其中一个USB无线连接器的无线网卡的接口为PCIe接口时，该USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCIe接口转换模块，从而将USB物理接口转换为无线网卡的PCIe接口。
在本发明USB无线连接系统的实施例四中，当其中一个USB无线连接器的无线网卡的接口也为USB接口时，则该USB无线连接器的USB-无线网卡接口转换模块无需进行接口转换，都为USB接口即可。
在本发明USB无线连接系统的实施例五中，每个USB无线连接器的USB物理接口用于与外设备的USB物理接口电连接，从而可以通过外设备向USB无线连接器进行供电。
在本发明USB无线连接系统的实施例六中，每个USB无线连接器的无线网卡的收发功率可调节，从而可以调节无线通信的距离。
对于前述的USB无线连接系统，本发明还提供了一种USB无线通信方法。在该USB无线通信方法的实施例一中，参照图8，包括如下步骤：
步骤301：一个USB无线连接器接收外设备传输来的数据；
步骤302：所述USB无线连接器将外设备传输来的数据转换成设定的格式；
步骤303：所述USB无线连接器通过无线通信的方式将经所述转换的数据发送给另一USB无线连接器；
步骤304：另一USB无线连接器接收到(步骤303中)所述USB无线连接器通过无线通信方式传输来的数据；
步骤305：另一USB无线连接器将传输来的数据转换成设定的格式；
步骤306：另一USB无线连接器将经过转换的数据传输给另一外设备。
在应用前述USB无线连接系统的USB无线通信方法的实施例一中，其阐明了USB无线连接系统中任意两个USB无线连接器的通信过程。其中，步骤301由第一USB无线连接器中的USB物理接口实现，步骤102由第一USB无线连接器中的USB-无线网卡接口转换模块实现，步骤103由第一USB无线连接器中的无线网卡实现；步骤303由第二USB无线连接器中的无线网卡实现，步骤302由第二USB无线连接器中的USB-无线网卡接口转换模块实现，步骤303由第二USB无线连接器中的USB物理接口实现。
在应用前述USB无线连接系统的USB无线通信方法的实施例二中，参照图9，包括如下步骤：
步骤301：两个USB无线连接器之间预先进行配对；
步骤302：一个USB无线连接器接收外设备传输来的数据；
步骤303：所述USB无线连接器将外设备传输来的数据转换成设定的格式；
步骤304：所述USB无线连接器通过无线通信的方式将经所述转换的数据发送给另一USB无线连接器；
步骤305：另一USB无线连接器接收到(步骤303中)所述USB无线连接器通过无线通信方式传输来的数据；
步骤306：另一USB无线连接器将传输来的数据转换成设定的格式；
步骤307：另一USB无线连接器将经过转换的数据传输给另一外设备。
相较于USB无线通信方法的实施例一，实施例二增加了相互通信的USB无线连接器的无线网卡进行配对的过程，未配对的无线网卡无法接收数据信息，使得数据信息的传输过程更为安全。
在USB无线通信方法的另一个实施例中，USB无线连接器通过与其连接的外设备进行供电，通过USB无线连接器的USB物理接口与外设备电连接实现。
在USB无线通信方法的另一个实施例中，相互通信的两个USB无线连接器之间，其通信过程可以是单向的，例如图3所示的从第一端USB无线连接器A向第二端USB无线连接器B传输数据，又例如图4所示的第二端USB无线连接器B向第一端USB无线连接器A传输数据，还可以是全双工通信的，例如第一端USB无线连接器向第二端USB无线连接器传输数据，同时，第二端USB无线连接器也向第一端USB无线连接器传输数据。对于USB2.0以及更早的USB协议，数据传输为半双工模式即在某一时刻数据只能单向传输，两个节点的无线网卡可以用半双工的无线网卡实现，而对于USB3.0数据传输为全双工模式即在某一时刻数据可以双向传输，两个节点的无线网卡可以用一个全双工的无线网卡或者两个半双工的无线网卡来实现全双工传输。
在USB无线通信方法的另一个实施例中，USB无线连接器的无线网卡的无线收发功率可调节，例如增大无线网卡的无线发射功率时，相互通信的USB无线连接器之间的传输距离可增加，从而可以通过调节无线网卡的无线发射功率来突破传统USB连接线传输距离上的限制。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种USB无线连接器，其特征在于，用于将外设备的数据通过无线的方式输出，所述USB无线连接器包括：
USB物理接口、USB-无线网卡接口转换模块、无线网卡；
所述USB物理接口用于与所述外设备进行数据传输；
所述USB-无线网卡接口转换模块用于所述USB物理接口与所述无线网卡的之间的数据转换和接口转换；
所述无线网卡用于通过无线通信的方式输出经所述USB-无线网卡接口转换模块转换的数据，以及接收通过无线通信传输来的数据。
2.根据权利要求1所述的USB无线连接器，其特征在于：
所述无线网卡的接口为PCI接口或PCIe接口；
当所述无线网卡的接口为PCI接口时，所述USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCI接口转换模块；
当所述无线网卡的接口为PCIe接口时，所述USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCIe接口转换模块。
3.一种USB无线连接系统，其特征在于，用于实现外设备之间无线通信，
所述USB无线连接系统包括：
至少两个USB无线连接器，且每个USB无线连接器均包括USB物理接口、USB-无线网卡接口转换模块、无线网卡；
所述USB物理接口用于与所述外设备进行数据传输；
所述USB-无线网卡接口转换模块用于每个USB无线连接器的所述USB物理接口与所述无线网卡之间的数据转换和接口转换；
每个USB无线连接器的所述无线网卡用于与其他USB无线连接器的所述无线网卡进行无线数据传输通信。
4.根据权利要求3所述的USB无线连接系统，其特征在于：
任意两个USB无线连接器的无线网卡之间通过全双工的模式进行无线数据通信。
5.根据权利要求3或4所述的USB无线连接系统，其特征在于：
所述无线网卡的接口为PCI接口或PCIe接口；
当所述无线网卡的接口为PCI接口时，所述USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCI接口转换模块；
当所述无线网卡的接口为PCIe接口时，所述USB-无线网卡接口转换模块为USB-PCIe接口转换模块。
6.一种USB无线通信方法，其特征在于，应用如权利要求1-2任一项所述的USB无线连接器，所述USB无线通信方法包括步骤：
当接收所述外设备传输来的数据，将所述外设备传输来的数据转换成设定的格式，并通过无线通信的方式输出经过所述转换的数据；
当接收到通过无线通信方式传输来的数据，将所述传输来的数据转换成设定的格式，并传输给所述外设备。
7.一种USB无线通信方法，其特征在于，应用如权利要求3-5任一项所述的USB无线连接系统，所述USB无线通信方法包括步骤：
当一个USB无线连接器接收所述外设备传输来的数据，将所述外设备传输来的数据转换成设定的格式，并通过无线通信的方式发送给另一USB无线连接器；
当一个USB无线连接器接收到另一USB无线连接器通过无线通信方式传输来的数据，将所述传输来的数据转换成设定的格式，并传输给所述外设备。
8.根据权利要求7所述的USB无线通信方法，其特征在于：
在数据通信之前，两个USB无线连接器之间预先进行配对。
9.根据权利要求7所述的USB无线通信方法，其特征在于：
任意两个USB无线连接器之间通过全双工的模式进行无线数据传输通信。
10.根据权利要求7所述的USB无线通信方法，其特征在于：
所述无线网卡的无线收发功率可调节。
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